皇冠官网-电子自旋控制:悬浮纳米金刚石是基础研究的瑰宝

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研究人员展出了当电子和激光漂浮在真空管中,如何掌控纳米金刚石的电子自旋,这将不会有助找到在量子信息处置、传感器等方面的应用于,且有助对量子力学的物理基础研究。  电子可以被指出有两个有所不同的磁矩态,向下或向上,研究人员需要检测和掌控电子自旋共振,或者构建其从一个状态到另一个状态的变化。  我们早已展出了在真空中或者在有有所不同气体不存在下高傲的纳米金刚石,如何让其磁矩电子大大的旋转,李统藏说道,他是在普渡大学物理与天文学,电气和计算机工程系的一名助理教授。  研究结果公开发表在近期的《大自然通信》杂志上,公开发表的这一篇研究论文中有对研究的详细描述。

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电子的磁矩共振在氦和氧的气体的不存在下具有有所不同的展现出,这意味著该技术可以被用作在一个新的类型的传感器,用来检测和测量气体。氧气传感器被普遍用作监测汽车尾气和医疗器械中,如麻醉监测和呼吸机氧浓度。

纳米传感器比起传统的传感器具备一个潜在的改良。  虽然必须更加详尽的研究,以充份理解这一现象,但我们的仔细观察指出,对于氧气的传感来说这将不会是一个潜在的应用于,李说。

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  本文作者是博士后研究员ThaiHoang;博士研究生JonghoonAhn和JaehoonBang,以及李统藏。  漂浮纳米钻石找到也可以用在量子信息处理过程中,实验技术用作探究量子力学的基本物理原理,以及对磁场和重力场的测量,可以应用于计算机的内存,并利用试验方法搜寻牛顿万有引力定律的偏差。

  纳米金刚石漂浮在真空中可以被准确的掌控和并可对飘浮颗粒展开严苛的测量。纳米金刚石的直径约100纳米,约是一个病毒的大小,并包括氮空位中心,这是潜在的实际应用于的关键。

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氮空位中心是在钻石晶格中的一个原子尺度的缺失,氮原子代替的碳原子,并建构一个邻接的晶格中的空隙。研究人员可以利用这个功能来掌控电子自旋。  一种类型的激光被用来捕捉并在真空室中漂浮微粒,另一个激光用来监测电子自旋。

一个毫米级的天线获取微波来掌控和旋转的电子自旋,后用光谱仪检测这些磁矩的变化。必须一个真空环境以增加空气分子的阻碍。  量子计算机利用到被称作变换和纠结的量子理论所叙述的现象,基于量子物理的计算机可能会很大地减少对信息的处置、存储和传输的能力。

普度大学研究的长年目标之一是利用该技术测试知名的薛定谔的猫思想实验,其中一只猫有可能是杀的和活的同时不存在的情况。  我们想要把一个单一的纳米金刚石同时放到两个有所不同的方位上,李说。  该研究获得了国家科学基金会的资助。

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